(57)【要約】  培養容器の内面に接着して培養する細胞に対して、培養容器と細胞との剥がれやすさ及び細胞同士の剥がれやすさを測定する工程と、培養容器と細胞との剥がれやすさ及び細胞同士の剥がれやすさに基づいて、培養容器中の細胞に対する攪拌処理の処理内容を決定して培養容器中の細胞を攪拌処理する工程とを有することを特徴とする。
2011027563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養容器の内面に接着して培養する細胞に対して、前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさ及び前記細胞同士の剥がれやすさを測定する工程と、
前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさ及び前記細胞同士の剥がれやすさに基づいて、前記培養容器中の細胞に対する攪拌処理の処理内容を決定して前記培養容器中の細胞を攪拌処理する工程とを有することを特徴とする攪拌方法。
【請求項２】
前記培養容器に前記細胞を播く播種工程と、
前記培養容器内で培養した前記細胞を、請求項１に記載の攪拌方法によって攪拌する工程と、を行なうことを特徴とする細胞培養方法。
【請求項３】
請求項２に記載の細胞培養方法において、
前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさ及び前記細胞同士の剥がれやすさを測定する工程は、
前記培養容器に前記細胞を播種して前記細胞が前記培養容器に定着した際に、前記培養容器を所定の加速度で移動させて停止することで前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさを測定する工程と、
前記培養容器に前記細胞が培養された後に、前記培養容器を所定の加速度で移動させて停止することで前記細胞同士の剥がれやすさを測定する工程と、からなることを特徴とする細胞培養方法。
【請求項４】
培養容器の内面に接着して培養する細胞に対して攪拌処理を実行する攪拌手段と、
前記細胞と前記培養容器の内面との剥がれやすさと、前記細胞同士の剥がれやすさとの大小関係に応じて、前記攪拌手段における攪拌処理の処理内容を決定する攪拌処理内容決定部と、
前記攪拌処理内容決定部により決定された前期攪拌処理の処理内容に基づいて、前記攪拌手段を駆動制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする攪拌装置。
【請求項５】
請求項４に記載の攪拌装置において、
前記培養容器の種類及び前記細胞の種類を入力する入力部を備え、
前記攪拌処理内容決定部は、前記入力部により入力された前記培養容器の種類及び前記細胞の種類に基づいて前記大小関係を推定し、前記攪拌手段における攪拌処理の内容を決定することを特徴とする攪拌装置。
【請求項６】
請求項５に記載の攪拌装置において、
前記培養容器の種類と前記細胞の種類に応じて、前記攪拌処理の処理内容が対応付けられた攪拌処理情報を記憶する記憶部を更に設け、
前記攪拌処理内容決定部は、前記入力部により前記培養容器の種類及び前記細胞の種類が入力されたときに、前記攪拌処理情報を参照することで前記攪拌手段における攪拌処理の処理内容を決定することを特徴とする攪拌装置。
【請求項７】
請求項４からの請求項６のいずれか１項に記載の攪拌装置において、
前記培養容器に加速度を与える培養容器移動手段と、
前記培養容器中の細胞の動きを観察する観察部と、
前記観察部による前記細胞の観察結果を解析することで、前記大小関係を求める解析部と、を備えていることを特徴とする攪拌装置。
【請求項８】
請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の攪拌装置において、
前記大小関係は、前記細胞と前記培養容器の内面との接着強度と、前記細胞同士の接着強度との大小関係として求めることを特徴とする攪拌装置。
【請求項９】
請求項７に記載の攪拌装置において、
前記大小関係は、前記加速度を与えたときの前記培養容器に接着していた細胞が前記培養容器から剥がれた際の移動距離と、前記細胞同士で接着していた細胞の前記細胞同士が剥がれた際の移動距離との大小関係として求めることを特徴とする攪拌装置。
【請求項１０】
請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の攪拌装置において、
前記攪拌処理の処理内容とは、前記攪拌処理の有無、前記攪拌処理を実行するときに前記培養容器に与えられる加速度及び前記加速度を与える回数からなることを特徴とする攪拌装置。
【請求項１１】
請求項４から請求項１０のいずれか１項に記載の攪拌装置と、
前記攪拌装置を内部に備え、前記細胞を培養する状態に環境を維持する恒温室と、を備えたことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項１２】
培養容器の内面に接着して培養する細胞に対して攪拌処理を実行する攪拌手段と、
前記培養容器の種類及び前記細胞の種類を入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記培養容器の種類及び前記細胞の種類との組み合わせから、既に求められている前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさと前記細胞同士の剥がれやすさに基づいて決定された攪拌処理の処理内容を記憶する記憶部と、
前記記憶部から前記培養容器の種類及び前記細胞の種類に基づき、読み出された前記攪拌処理の処理内容に基づいて、前記攪拌手段を駆動制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする攪拌装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の攪拌装置と、
前記攪拌装置を内部に備え、前記細胞を培養する状態に環境を維持する恒温室と、を備えたことを特徴とする細胞培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞の培養時に用いる攪拌方法、細胞培養方法、攪拌装置及び細胞培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞の培養を行う場合には、培養容器内部の培地を交換する作業や、培養する細胞を新しい培地へ播種する作業が必要となる。このような作業は、その作業の繁雑さやコンタミネーションなどの発生の抑制を考慮して、熟練した作業者が手作業により実行していることが多い。最近では、再生医療用の幹細胞を用いた培養が行われているが、このような細胞の培養を手作業で行うためには、細胞の培養に係わる効率が悪い。最近では、上述した作業を自動的に実行することで、細胞の培養に伴う効率の向上を図るようにした細胞培養装置が提供されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０１６１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような細胞培養装置を用いて細胞を培養する場合、細胞と該細胞が接着される培養容器の底面などの内面（以下、接着面と称する）との接着強度や、細胞と接着面との接着強度と各細胞間の接着強度との関係が、細胞の培養に大きく影響することが明らかになっている。このため、培養する細胞と培養時に用いる培養容器との組み合わせによっては、培養していく過程で増殖される細胞の密度ムラが発生してしまう。このようなムラの発生は、培養する細胞を効率的に増殖させることができない原因となる。【０００５】
本発明は、培養する過程で生じる細胞の密度ムラを防止することで、培養する細胞を効率的に培養することができるようにした攪拌方法、細胞培養方法、攪拌装置及び細胞培養装置を提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の攪拌方法は、培養容器の内面に接着して培養する細胞に対して、前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさ及び前記細胞同士の剥がれやすさを測定する工程と、前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさ及び前記細胞同士の剥がれやすさに基づいて、前記培養容器中の細胞に対する攪拌処理の処理内容を決定して前記培養容器中の細胞を攪拌処理する工程とを有することを特徴とする。【０００７】
また、本発明の細胞培養方法は、前記培養容器に前記細胞を播く播種工程と、前記培養容器内で培養した前記細胞を、上述した攪拌方法によって攪拌する工程と、を行なうことを特徴とする。【０００８】
また、前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさ及び前記細胞同士の剥がれやすさを測定する工程は、前記培養容器に前記細胞を播種して前記細胞が前記培養容器に定着した際に、前記培養容器を所定の加速度で移動させて停止することで前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさを測定する工程と、前記培養容器に前記細胞が培養された後に、前記培養容器を所定の加速度で移動させて停止することで前記細胞同士の剥がれやすさを測定する工程と、からなるものである。【０００９】
また、本発明の攪拌装置は、培養容器の内面に接着して培養する細胞に対して攪拌処理を実行する攪拌手段と、前記細胞と前記培養容器の内面との剥がれやすさと、前記細胞同士の剥がれやすさとの大小関係に応じて、前記攪拌手段における攪拌処理の処理内容を決定する攪拌処理内容決定部と、前記攪拌処理内容決定部により決定された前期攪拌処理の処理内容に基づいて、前記攪拌手段を駆動制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。【００１０】
また、前記培養容器の種類及び前記細胞の種類を入力する入力部を備え、前記攪拌処理内容決定部は、前記入力部により入力された前記培養容器の種類及び前記細胞の種類に基づいて前記大小関係を推定し、前記攪拌手段における攪拌処理の内容を決定するものである。【００１１】
また、前記培養容器の種類と前記細胞の種類に応じて、前記攪拌処理の処理内容が対応付けられた攪拌処理情報を記憶する記憶部を更に設け、前記攪拌処理内容決定部は、前記入力部により前記培養容器の種類及び前記細胞の種類が入力されたときに、前記攪拌処理情報を参照することで前記攪拌手段における攪拌処理の処理内容を決定するものである。【００１２】
また、前記培養容器に加速度を与える培養容器移動手段と、前記培養容器中の細胞の動きを観察する観察部と、前記観察部による前記細胞の観察結果を解析することで、前記大小関係を求める解析部と、を備えていることが好ましい。【００１３】
また、前記大小関係は、前記細胞と前記培養容器の内面との接着強度と、前記細胞同士の接着強度との大小関係として求めることが好ましい。【００１４】
また、前記大小関係は、前記加速度を与えたときの前記培養容器に接着していた細胞が前記培養容器から剥がれた際の移動距離と、前記細胞同士で接着していた細胞の前記細胞同士が剥がれた際の移動距離との大小関係として求めることが好ましい。【００１５】
なお、前記攪拌処理の処理内容とは、前記攪拌処理の有無、前記攪拌処理を実行するときに前記培養容器に与えられる加速度及び前記加速度を与える回数からなることが好ましい。【００１６】
また、本発明の細胞培養装置は、上述した攪拌装置のいずれかと、前記攪拌装置を内部に備え、前記細胞を培養する状態に環境を維持する恒温室と、を備えたことを特徴とする。【００１７】
また、本発明の攪拌装置は、培養容器の内面に接着して培養する細胞に対して攪拌処理を実行する攪拌手段と、前記培養容器の種類及び前記細胞の種類を入力する入力部と、前記入力部により入力された前記培養容器の種類及び前記細胞の種類との組み合わせから、既に求められている前記培養容器と前記細胞との剥がれやすさと前記細胞同士の剥がれやすさに基づいて決定された攪拌処理の処理内容を記憶する記憶部と、前記記憶部から前記培養容器の種類及び前記細胞の種類に基づき、読み出された前記攪拌処理の処理内容に基づいて、前記攪拌手段を駆動制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。【００１８】
また、本発明の細胞培養装置は、上述した攪拌装置と、前記攪拌装置を内部に備え、前記細胞を培養する状態に環境を維持する恒温室と、を備えたことを特徴とする。【００１９】
本発明によれば、細胞の密度ムラの発生を防止することで、培養する細胞を効率的に培養することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】細胞培養装置の概略を示す正面図である。
【図２】外扉を開放した細胞培養装置の概略を示す正面図である。
【図３】恒温室内部の構成を示す概略図である。
【図４】攪拌装置の構成を示す概略図である。
【図５】細胞培養装置の電気的構成を示す機能ブロック図である。
【図６】観察スケジュールの生成及び登録の流れを示すフローチャートである。
【図７】測定モードを用いて観察スケジュールの生成及び登録の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）は観察ユニットのステージを加速度αにて移動させる直前の培養容器の状態、図８（ｂ）は加速度αにて移動されるステージを停止させた後の培養容器の状態を示す図である。
【図９】加速度αにて移動されるステージを停止したときの、浮遊細胞及び接着面に点接着される接着細胞の動きを示す図である。
【図１０】加速度αにて移動されるステージを停止したときの、浮遊細胞及び他の接着細胞に結合される接着細胞の動きを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本実施形態の細胞培養装置の構成を詳細に示す。なお、以下に示す細胞培養装置は一例であり、本実施形態に示す細胞培養装置の構成に限定されるものではない。図１から図３に示すように、細胞培養装置１０は、微生物や細胞などの試料を培養する第１筐体１１と、制御ユニット１３を収納する第２筐体１２とを備えている。細胞培養装置１０の組立状態において、第１筐体１１は第２筐体１２の上部に配置される。
【００２２】
第１筐体１１は、内部が断熱材で覆われた恒温室１５を備えている。この恒温室１５は、第１筐体１１の正面に形成された正面開口１６によって外部と連絡している。第１筐体１１の正面開口１６は、内扉１７と２枚の外扉１８ａ，１８ｂによって閉塞される。この内扉１７及び外扉１８ａ，１８ｂの背面側の周縁部にはパッキン等が設けられ、それぞれの扉を閉じたときに恒温室１５の内部が気密に保持される。つまり、内扉１７のみが閉じられた場合や、内扉１７だけでなく２枚の外扉１８ａ，１８ｂがそれぞれ閉じられた場合には、細胞培養装置１０の外部から恒温室１５の内部への熱の流入や、恒温室１５の内部から細胞培養装置１０の外部への熱の流出が防止される。なお、恒温室１５の内部は、図示を省略した温度調整装置、噴霧装置などにより予め定めた環境条件（温度、湿度、二酸化炭素濃度等）となるように管理される。
【００２３】
上述した外扉１８ａ，１８ｂのうち、外扉１８ｂには搬入用扉２２が設けられる。この搬入用扉２２は、培養容器３１を収納したキャリー２５をキャリー設置台２６に搬入する、又はキャリー設置台２６に設置されたキャリー２５を搬出する際に開放される。この搬入用扉２２を開放すると、開口２３を介して内扉１７に設けられた小扉２４が露呈される。内扉１７及び小扉２４は、ガラスや透明な合成樹脂から形成されており、外扉１８ａ，１８ｂを開放した場合であっても、その内部の環境条件が急激に変化しないようになっている。この内扉１７に設けられる小扉２４を開放することで、培養容器３１が収納されたキャリー２５をキャリー設置台２６に搬入する、又はキャリー設置台２６に設置されたキャリー２５を搬出することが可能となる。なお、キャリー２５は、例えば培養容器３１を所定の間隔を空けて３個上下に収納することができる。
【００２４】
恒温室１５の内部には、キャリー設置台２６、ストッカー２７、容器搬送機構２８、攪拌機構２９、観察ユニット３０等が配置される。なお、図示は省略するが、この恒温室１５の内部には、培地交換を行う培地交換機構や、細胞の播種を行う播種機構などが設けられている。
【００２５】
上述したように、キャリー設置台２６は、その上部にキャリー２５が載置される。図示は省略するが、キャリー設置台２６には、側面にガイドレールが設けられている。このガイドレールは、キャリー２５の下面にガイドレールが入り込む間隔を空けて設けられた案内溝に入り込むことで、搬入又は搬出されるキャリー２５の移動方向を規制する。なお、この案内溝の延出方向は、培養容器３１をキャリー２５に搬入する方向、又は培養容器３１をキャリーから搬出する方向と直交している。
【００２６】
ストッカー２７は、第１筐体１１の正面からみて恒温室１５の左側に配置される。ストッカー２７は上下方向に複数の棚を有しており、各々の棚には培養容器３１が収納される。なお、このストッカー２７においては、各培養容器３１を収納する位置（以下、収納位置と称する）が予め設定されている。収納位置のそれぞれには、他の収納位置と識別するための識別番号が対応付けられており、この識別番号により、培養する細胞の観察スケジュールや観察時に得られる画像データなどが一括で管理される。
【００２７】
このストッカー２７に載置される培養容器３１としては、ディッシュ、ウェルプレート、フラスコなどが挙げられる。各々の培養容器３１は、細胞など培養対象となる試料が培養液３３である培地とともに保持される。これら培養容器３１は、この細胞培養装置１０による細胞培養及び細胞観察を行う際には、透明なトレー状のホルダー３２に位置決め固定された状態で取り扱われる。なお、細胞としては、例えば幹細胞など再生医療に利用される細胞が挙げられる。
【００２８】
容器搬送機構２８は、第１筐体１１の正面からみて恒温室１５の略中央に配置される。この容器搬送機構２８は、キャリー２５に収納された培養容器３１をストッカー２７に向けて（又はその逆）搬送する、或いはストッカー２７に収納された培養容器３１を、キャリー２５、観察ユニット３０又は攪拌機構２９のいずれかに向けて（又はその逆）搬送する。この容器搬送機構２８の各部の位置はエンコーダ等を介して、制御ユニット１３にモニタされる。
【００２９】
攪拌機構２９は、培養容器３１に培養される細胞を播種したときに生じる播種ムラや、培養容器３１に播種された細胞が培養される過程で生じる細胞の密度ムラを解消するために設けられる。なお、この攪拌機構２９による攪拌処理とは、培養容器３１とともに培地中の細胞に対して、Ｘ方向における揺動、Ｙ方向への揺動、後述する直線Ｌを中心にした回転方向の揺動の少なくともいずれか、またはこれらの組み合わせを所定回数実行する処理である。以下、培養容器３１に培養される細胞のうち、培養容器３１の底面（以下、接着面）に接着される細胞や、他の細胞に結合（接着）した細胞を接着細胞、接着面に接着されずに培養液３３中に浮遊している細胞を浮遊細胞と称して説明する。
【００３０】
図４に示すように、攪拌機構２９は、Ｘステージ３５、Ｙステージ３６、回転ステージ３７、基台３８を備えている。Ｘステージ３５は、攪拌機構２９の最上部に配置され、その上面に培養容器３１を位置決めするプレート３９が取り付けられる。培養容器３１を固定したホルダー３２は、プレート３９の上面に位置決め固定される。このＸステージ３５は、Ｘ軸駆動機構４０によってＸ軸方向に移動する。
【００３１】
Ｙステージ３６は、Ｘステージ３５と回転ステージ３７との間に配置される。このＹステージ３６は、Ｙ軸駆動機構４１によりＹ軸方向に移動する。このＹステージ３６がＹ軸方向に移動する際に、Ｘステージ３５もＹステージ３６とともにＹ軸方向に移動する。
【００３２】
回転ステージ３７は、Ｙステージ３６と基台３８との間に配置される。この回転ステージ３７は、回転機構４２によって、図４に示す直線Ｌを中心に回転する。この回転ステージ３７の回転に併せて、Ｘステージ３５及びＹステージ３６も回転する。
【００３３】
なお、図４においては、図の煩雑さを解消するために、Ｘ軸駆動機構３９、Ｙ軸駆動機構４０、回転機構４１を、Ｘステージ３５、Ｙステージ３６、回転ステージ３７、基台３８の外部に配置している形態としているが、実際には、攪拌機構２９の内部に配置されているものとする。上述したＸ軸駆動機構３９、Ｙ軸駆動機構４０、回転機構４１のそれぞれは、後述する制御ユニット１３を介して駆動制御される。これら機構を駆動する際の制御内容（攪拌する際の強度レベルや攪拌する回数など）は、培養容器３１にて培養する細胞の種類や、培養する際に用いる培養容器３１の種類などに基づいて決定される。
【００３４】
この攪拌機構２９は、飛散防止ケース４５の内部に収納されている。この飛散防止ケース４５は、培養容器３１に生じる隙間から培養液３３（培養液３３中の細胞も含む）が飛散した場合に、恒温室１５の他の機構に飛散することを防止している。この飛散防止ケース４５の底面には開口が設けられ、その開口を介して攪拌機構２９のコネクタ（図示省略）が挿通される。このコネクタは、攪拌機構２９を恒温室１５の所定位置に配置した際に、恒温室１５の底面に設けられたコネクタに接続される。なお、図示は省略するが、この攪拌機構２９には、図示を省略した重量センサが組み込まれており、攪拌機構２９による攪拌処理の前後における培養容器３１の重量を測定する。なお、この測定結果は、後述する制御ユニット１３に出力され、制御ユニット１３において培養容器３１の重量変化が生じたことが判定された場合には、後述する表示部６５ａに警告表示される。このような場合には、飛散防止ケース４５は攪拌機構２９とともに取り外され、新たなものと交換される。
【００３５】
また、飛散防止ケース４５の側面のうち、容器搬送機構２８に対面する側面上部には、開口４６が設けられている。この開口４６を設けることで、容器搬送機構２８によって搬送される培養容器３１を飛散防止ケース４５の内部に配置された攪拌機構２９へと搬入する、又は攪拌機構２９に位置決めされた培養容器３１を飛散防止ケース４５の外部へと搬出することが可能となる。
【００３６】
導入扉４７は、開口４６を遮蔽する位置（遮蔽位置）と、開口を露呈する位置（露呈位置）との間で回動自在となるように飛散防止ケース４５に設けられる。この導入扉４７は、通常遮蔽位置に保持される。この導入扉４７は、攪拌機構２９により攪拌処理された培養容器３１を飛散防止ケース４５の外部に搬出する場合や、攪拌処理を施す培養容器３１を攪拌機構２９に載置するために飛散防止ケース４５の内部に搬入する場合に、開閉機構４８によって、遮断位置から露呈位置へと回動される。
【００３７】
この飛散防止ケース４５の開口４６が設けられる側面とは反対側の側面には、コネクタ４９が設けられる。このコネクタ４９には、コンプレッサ５０（図２参照）のチューブ５１に一端に設けられたコネクタ５２が嵌め込まれる。コンプレッサ５０は、攪拌処理を行う過程で、培養容器３１から培養液３３が飛散した場合に作動し、飛散防止ケース４５の内部の気圧を恒温室１５の内部の気圧よりも低圧にする。飛散防止ケース４５の内部の気圧を恒温室１５の内部の気圧よりも低圧にすることで、飛散防止ケース４５の内部に飛散した培養液３３が、飛散防止ケース４５の内部から飛散防止ケース４５の外部に漏れることを防止する。
【００３８】
観察ユニット３０は、その本体が第２筐体１２の内部に設置され、観察ユニット３０の上部が、第１筐体１１の下方から内部に入り込むように配置される。観察ユニット３０は、第１筐体１１の正面からみて恒温室１５の右側に配置される。この観察ユニットは第１筐体１１の底面の開口に嵌め込まれて配置される。なお、この観察ユニット３０の構成については省略するが、この観察ユニット３０としては、位相差観察や蛍光観察、微分干渉観察等の観察方法を行うことができる顕微鏡が挙げられる。
【００３９】
この観察ユニット３０は、例えばキャリー設置台２６に設置した直後のキャリー２５に収納される培養容器３１や、ストッカー２７に収納されてから定着時間が経過した培養容器３１に対して位相差観察を行うことで、培養容器３１の全体の画像や、培養される細胞の画像を取得する。ここで、定着時間とは、例えば培養液中３３の浮遊細胞が接着面に接着されるまでの時間であり、例えば２時間である。この観察ユニット３０にて取得される画像データは、後述するデータベース部７２に記憶される。
【００４０】
次に、本実施形態の細胞培養装置１０の電気的構成を説明する。図５に示すように、第２筐体１２には、上記の観察ユニット３０の本体部分と、制御ユニット１３とが格納される。また、第２筐体１２の前面には、モニタ６５ａおよび入力部６５ｂを備えた操作パネル６５が配置されている。なお、入力部６５ｂとしては、キーボードやマウスなどが挙げられる。制御ユニット１３には、通信回線６６を介してコンピュータ６７を接続することも可能である。
【００４１】
制御ユニット１３は、容器搬送機構２８、攪拌機構２９、開閉機構４８、観察ユニット３０、コンプレッサ５０、操作パネル６５のモニタ６５ａおよび入力部６５ｂとそれぞれ接続されている。この制御ユニット１３は、所定のプログラムに従って細胞培養装置１０の各部を統括的に制御する。一例として、制御ユニット１３は、操作パネル６５の入力部６５ｂの操作やコンピュータ６７の操作によって入力される、細胞の種類や培養時に用いる培養容器３１の種類により、自動的に観察スケジュールを決定する。そして、制御ユニット１３は決定された観察スケジュールに基づいて培養容器３１の観察シーケンスを自動的に実行する。なお、観察スケジュールとしては、培養容器３１に培養される細胞の観察を行うスケジュールや培地交換を行うスケジュールの他、攪拌機構２９における攪拌処理のスケジュールなども含まれる。
【００４２】
この制御ユニット１３は、通信部７１、データベース部７２、メモリ７３、ＣＰＵ７４を有している。なお、通信部７１、データベース部７２、メモリ７３は、それぞれＣＰＵ７４と接続されている。通信部７１は、無線または有線の通信回線を介して、細胞培養装置１０の外部にあるコンピュータ６７とのデータ送受信を実行する。
【００４３】
データベース部７２には、恒温室１５の内部での環境条件（温度、湿度、二酸化炭素濃度等）の履歴情報や、観察ユニット３０により得られた画像データなどが記憶される。なお、これらデータは、培養容器３１毎に割り振られる識別番号と対応付けた管理ファイル７５として記憶されることが好ましい。
【００４４】
メモリ７３には、上記の観察シーケンスのスケジュールデータ７６や、該観察シーケンスを実行する際の演算子を算出するための演算用データ７７が記録されている。スケジュールデータ７６は、観察スケジュールに基づくデータである。このスケジュールデータ７６は、例えば観察スケジュールの中に攪拌処理が組み込まれない場合には、各々の観察処理の開始時刻および観察所要時間、培地交換処理の開始時刻や交換処理時に係る所要時間や、観察ユニット３０における撮像条件を示すデータから構成される。一方、観察スケジュールとして攪拌処理が組み込まれた場合のスケジュールデータ７６は、上述したデータの他に、攪拌処理の開始時刻、攪拌処理の所要時間、攪拌機構２９における攪拌処理の攪拌条件（攪拌時の強度や攪拌回数）を規定するためのデータなど攪拌処理に係るスケジュールに基づくデータから構成される。このスケジュールデータ７６は、例えば上述した識別番号と対応付けられて記憶される。このスケジュールデータ７６は、管理ファイル７５と対応付けられて管理されればよいことから、管理ファイル７５と個別にメモリ７３の内部に記憶されてもよいし、データベース部７２に記憶される管理ファイル７５の内部に格納されてもよい。
【００４５】
また、このメモリ７３には、上述したスケジュールデータ７６や、演算用データ７７の他に、第１攪拌データ７８及び第２攪拌データ７９が記憶される。第１攪拌データ７８は、細胞の種類と培養容器３１の種類とが入力部６５ｂの操作により入力された場合に読み出される。この第１攪拌データ７８は、細胞の種類及び培養容器３１の組み合わせに対して、細胞−細胞間の接着強度及び細胞−接着面間の接着強度、攪拌処理の有無、攪拌時の強度レベル（攪拌の強さ）及び攪拌回数がそれぞれ対応付けられたデータである。なお、攪拌時の強度レベルとしては、攪拌機構２９に設けられたＸステージ３５、又はＹステージ３６を揺動させる、或いは回転ステージ３７を回転させるときに、各ステージに与える加速度が挙げられる。また、攪拌回数とは、各ステージを揺動させる回数、言い換えれば加速度を与える回数である。
【００４６】
第２攪拌データ７９は、後述する測定モードを実行する際に使用される。この第２攪拌データ７９は、細胞同士が結合した場合に細胞−細胞間に生じる接着強度、及び細胞が接着面に接着された場合に発生する細胞−培養容器に生じる接着強度の組み合わせと、これら接着強度を比較した結果、攪拌処理の有無、攪拌の強度レベル、攪拌回数が対応付けられたデータからなる。
【００４７】
ＣＰＵ７４は、制御ユニット１３の各種の演算処理を実行するプロセッサである。このＣＰＵ７４は、画像解析部８１、演算部８２、スケジュール管理部８３及びタイマ８４の機能を有している。画像解析部８１は、観察ユニット３０により得られる画像データを用いて画像解析を実行する。演算部８２は、画像解析に伴う演算を実行する。スケジュール管理部８３は、観察スケジュールの登録処理や変更処理を行う。また、タイマ８４は、観察スケジュールを管理する際に使用される。
【００４８】
以下、観察スケジュールの生成及び登録する処理の流れについて、図６のフローチャートに基づいて説明する。なお、図６においては、予め培養する細胞の種類及び培養に用いる培養容器３１の種類がわかっている場合についての流れを示している。
【００４９】
ステップＳ１０１は、細胞の種類及び培養容器の種類を入力する処理である。ユーザは入力部６５ｂを操作して、細胞の種類や培養容器３１の種類を入力する。この場合、入力部６５ｂにより細胞の種類や培養容器３１の種類を直接入力できるようにしてもよいし、細胞の種類の一覧や、培養容器３１の種類の一覧をモニタ６５ａに表示させ、入力部６５ｂの操作により選択させるようにしてもよい。
【００５０】
ステップＳ１０２は、入力された細胞の種類及び培養容器の種類に基づいた攪拌処理の有無を決定する処理である。ステップＳ１０１において、培養する細胞の種類及び培養容器３１の種類が入力されている。ＣＰＵ７４は、メモリ７３に記憶された第１攪拌データ７８を読み出し、入力部６５ｂの操作により入力された細胞の種類及び培養容器３１の種類の組み合わせに対応するデータから、攪拌処理の有無の情報を読み出す。読み出された攪拌処理の有無の情報に基づいて、実際に攪拌処理を行うか否かが決定される。
【００５１】
ステップＳ１０３は、攪拌処理を実行する否かを判定するステップである。ステップＳ１０２の処理を実行することで、ＣＰＵ７４によって攪拌処理の有無の情報が読み出されている。読み出した攪拌処理の有無の情報が攪拌処理を実行する旨の情報である場合には、ＣＰＵ７４は、このステップＳ１０３の判定処理をＹｅｓとする。この場合、ステップＳ１０４に進む。一方、読み出した攪拌処理の有無の情報が攪拌処理を実行しない旨の情報である場合には、ＣＰＵ７４は、このステップＳ１０３の判定処理をＮｏとする。この場合ステップＳ１０６に進む。
【００５２】
一般に、培養する細胞と該細胞を培養する培養容器３１との組み合わせによって、培養を行う培養容器３１の接着面に接着されたときに細胞−接着面間の接着強度が、細胞と細胞とが結合したときの細胞−細胞間の接着強度よりも弱くなる、又は強くなるなど様々である。例えば細胞が接着面に接着されたときの細胞−接着面間の接着強度が、細胞同士が結合したときの細胞−細胞間の接着強度よりも弱い場合には、培養される細胞は他の細胞と結合しやすく、複数の細胞が結合し、凝集してしまう部分（以下、凝集部）が発生してしまう。この凝集部では、培養液３３が凝集部の内部の細胞にまで到達しないことから、培養する細胞が死滅してしまう。このため、細胞が接着面に接着されたときの細胞−接着面間の接着強度が、細胞同士が結合したときの細胞−細胞間の接着強度よりも弱い場合には、上述した攪拌処理を実行する必要がある。このような場合には、上述したステップＳ１０３において、ＣＰＵ７４はＹｅｓと判定する。
【００５３】
一方、細胞が接着面に接着されたときの細胞−接着面間の接着強度が、細胞と細胞とが結合したときの細胞−細胞間の接着強度よりも強い場合には、細胞が培養容器３１に接着されやすくなり、他の細胞と結合しにくくなる。つまり、予め細胞が均一に播種されていれば、それぞれの細胞は、他の細胞と結びつかずに沈着し、培養容器３１に接着される。この状態で攪拌処理を実行すると、培養容器３１に接着された細胞が培養容器３１から剥離し、他の細胞と結合する、或いは結合せずに死滅する可能性があるので、このような場合には、攪拌処理は行わない。つまり、このステップＳ１０３において、ＣＰＵ７４は、Ｎｏと判定する。
【００５４】
ステップＳ１０４は、攪拌処理における攪拌の強度と攪拌回数とを決定する処理である。ＣＰＵ７４は、メモリ７３に記憶された第１攪拌データを読み出し、入力部６５ａの操作により入力された細胞の種類及び培養容器３１の種類の組み合わせに対応するデータから、攪拌の強度レベル、攪拌回数の情報を読み出す。これにより、読み出された情報から、細胞の培養を行う培養容器３１に対して、実際に実行される攪拌処理における攪拌の強度レベルや攪拌回数が決定される。
【００５５】
ステップＳ１０５は、攪拌処理ありの観察スケジュールを生成する処理である。ＣＰＵ７４は、メモリ７３に記憶された演算用データを読み出し、観察スケジュールを生成する。ＣＰＵ７４は、観察処理や培地交換処理と攪拌処理とが同一のタイミングで実行されないように、各処理のスケジュールを組み立て、観察スケジュールを生成する。この際、ＣＰＵ７４は、ステップＳ１０４にて決定された攪拌の強度レベルや攪拌回数に基づいて、観察スケジュールに組み込まれる攪拌処理のスケジュールを生成する。
【００５６】
ステップＳ１０３の判定処理で攪拌処理を実行しないと判定された場合には、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６は、攪拌処理無しの観察スケジュールを生成する処理である。この攪拌処理無しの観察スケジュールとしては、上述する観察処理及び培地交換処理などのスケジュールが挙げられる。
【００５７】
ステップＳ１０７は、観察スケジュールの登録処理である。ＣＰＵ７４は、ステップＳ１０５やステップＳ１０６を実行することで生成される観察スケジュールを、識別番号と対応付けた上で該観察スケジュールの元になるスケジュールデータ７６をメモリ７３に書き込む。なお、メモリ７３に書き込まれたスケジュールデータ７６に基づいて、培養容器３１にて培養される細胞の観察処理や培地交換処理、必要に応じて攪拌処理がそれぞれ実行される。
【００５８】
これによれば、培養容器３１の種類と、培養する細胞の種類との組み合わせが予めわかっており、また、この組み合わせに対する第１攪拌データ７８がメモリ７３に記憶されていれば、容易に、攪拌処理の有無や、攪拌処理を行う場合には該攪拌処理における強度レベルや攪拌回数を決定でき、また、培養する細胞や用いる培養容器３１の組み合わせに応じた観察スケジュールを容易に生成することができる。この観察スケジュールに基づいた細胞の培養を行うことで、培養していく過程で増殖される細胞の密度ムラの発生を防止することができ、細胞を効率的に培養することが可能となる。
【００５９】
このような細胞の培養を行うユーザによっては、培養容器３１と培養する細胞の接着力や培養する細胞同士の接着力がまだ第１攪拌データ７８に登録されていないものを培養する場合があり、入力部６５ｂを介して入力しても、上述に示す攪拌処理の判定ができない場合もある。このような場合に対処するために、例えば、本実施形態の細胞培養装置は、実際に培養を行う細胞のサンプルに対して、例えば細胞−細胞間の接着強度及び細胞−接着面間の接着強度を求め、これら接着強度に基づいて観察スケジュールを生成する測定モードを備えている。以下、図７のフローチャートに基づいて、測定モードを用いて観察スケジュールを生成する処理について説明する。
【００６０】
ステップＳ２０１は、培養容器３１を搬入する処理である。ユーザは、外扉１８ｂの搬入用扉２２及び内扉１７の小扉２４をそれぞれ空け、培養容器３１が収納されたキャリー２５をキャリー設置台２６にセットする。キャリー２５をキャリー設置台２６にセットした後、内扉１７の小扉２４、外扉１８ｂの搬入用扉２２をそれぞれ閉める。なお、キャリー２５に収納される培養容器３１は、観察スケジュール生成用の細胞が含まれる培養液３３が保持された培養容器３１であることが好ましい。
【００６１】
ステップＳ２０２は、培養容器を観察ユニットへ搬送する処理である。キャリー２５をキャリー設置台２６にセットすると、キャリー設置台２６に設けられたセンサ（図示省略）によりキャリー２５が検知される。また、外扉１８ｂの搬入用扉２２及び内扉１７の小扉２４をそれぞれ閉じると、その状態がそれぞれの扉の閉じ状態を検知するセンサ（図示省略）により検知される。ＣＰＵ７４は、これらセンサからの検知信号を受けて、容器搬送機構２８を駆動させ、キャリー２５に収納された培養容器３１をキャリー２５の内部から観察ユニット３０に搬送する。これにより、観察ユニット３０のステージ３０ａに培養容器３１が載置され、その載置時に培養容器３１が位置決めされる。
【００６２】
ステップＳ２０３は、画像取得及び画像解析を行う処理である。ＣＰＵ７４は、観察ユニット３０を介して、光軸方向（Ｚ方向）に一定の間隔を空けたスライス画像を複数取得する。なお、これらスライス画像は、周知のように、共焦点観察を行うことで取得することが可能である。ＣＰＵ７４は、これらスライス画像を用いることで、培養容器３１の内部の各細胞の３次元画像を生成する。これにより、培養容器３１の内部の各細胞が浮遊しているか、培養容器３１に接着されているか等、培養容器３１内部の各細胞の培養状態が識別される。
【００６３】
ステップＳ２０４は、培養容器に点接着された細胞があるか否かを判定する処理である。ステップＳ２０３の処理によって、培養容器３１の内部の細胞の培養状態が識別されている。ＣＰＵ７４は、識別された各細胞のうち、点接着された細胞があるか否かを、ステップＳ２０３の識別結果に基づいて判定する。以下、便宜上１個の細胞が培養容器３１に点接着された場合について説明する。例えば点接着された接着細胞９１がある場合には、ＣＰＵ７４は、このステップＳ２０４の判定処理をＹｅｓとし、ステップＳ２０６に進む。この判定処理がなされるときには、ＣＰＵ７４は、点接着された接着細胞９１の位置（Ｘ座標、Ｙ座標）をメモリ７３に書き込む。同時に、ＣＰＵ７４は浮遊細胞９０を特定し、浮遊細胞９０の位置もメモリ７３に書き込む。一方、点接着された接着細胞９１がない場合には、ＣＰＵ７４は、このステップＳ２０４の処理をＮｏとする。この場合、ステップＳ２０５に進む。
【００６４】
ステップＳ２０５は、待機時間が経過したか否かを判定する処理である。ＣＰＵ７４は、ステップＳ２０５の判定処理が実行されてからの経過時間を計時し、待機時間に到達したか否かを判定する。なお、この待機時間は、定着時間よりも短い時間であり、例えば１０分からなる。例えば、ＣＰＵ７４により待機時間が経過したと判定されたときには、ＣＰＵ７４は、このステップＳ２０５の判定処理をＹｅｓとし、ステップＳ２０６に進む。一方、一定時間が経過していないと判定されたときには、ＣＰＵ７４は、このステップＳ２０５の判定処理をＮｏとする。この場合、ステップＳ２０５の処理を繰り返し実行する。
【００６５】
ステップＳ２０６は、細胞−接着面間の接着強度を測定する処理である。まず、ＣＰＵ７４は、観察ユニット３０を駆動させて、観察ユニット３０のステージ３０ａを加速度αにて移動させ（図８（ａ）参照）、ステージ３０ａを停止させる（図８（ｂ）参照）。ステージを停止したとき、及びステージを停止してから一定時間ｔ経過したときに、ＣＰＵ７４は観察ユニット３０に培養容器３１の全体画像を取得させる。ＣＰＵ７４は、得られた２つの全体画像から、ステップＳ２０３を実行することで特定された浮遊細胞９０及び接着細胞９１の移動距離をそれぞれ算出する。以下、浮遊細胞に対して符号９０、接着細胞に対して符号９１、接着面に対して符号９２を付して説明する。これら移動距離の算出の後、接着細胞９１の剥がれやすさを求めることとなる。具体的には、接着細胞９１に与えられた加速度のうち、剥がれるために消費した加速度分を差し引いた分である加速度α’によって、剥離した細胞がある速度で移動する。したがって、移動距離が大きいということは接着強度が小さく、剥がれやすいことがわかる。また、反対に移動距離が小さいということは接着強度が大きく、剥がれにくいことがわかる。最終的に、細胞−接着面間の接着強度を推定する。なお、この加速度に関する指標α’は、細胞の種類に関係なく、培養容器３１に点接着された細胞が培養容器３１から剥離するために与えられた加速度である。この加速度α’は、予め実験、研究、統計などにより推定できる値である。そして、この加速度に関する指標α’が培養容器３１との接着強度を示す指標の一つとなる。
【００６６】
上述したように、培養容器３１の内部の浮遊細胞９０及び接着面９２に点接着している接着細胞９１の質量をｍとすると、ステージ３０ａを加速度αにて移動させた後、ステージ３０ａを停止させると、浮遊細胞９０には加速度αによる外力Ｆ０（＝ｍα）が働く。一方、点接着された接着細胞９１は、浮遊細胞９０と同一の外力Ｆ０が作用する他に、細胞−接着面間に生じる接着力Ｆ１が外力Ｆ０とは反対方向に作用する。このため、点接着された接着細胞９１には、Ｆ０−Ｆ１（＝Ｆ２）の力が作用し、この力により接着細胞９１が接着面９２から剥離される。このときに剥離した接着細胞９１の加速度をα’（α’＜α）とする。例えばステージ３０ａが停止してから一定時間ｔ経過するまでの接着細胞９１の移動距離Ｄと接着細胞９１の速度は、得られた画像や、画像から特定される各細胞の座標値からおおよそ求めることができるので、これら値から剥離した接着細胞９１に生じた加速度に類似した加速度に関する指標α’を算出することができる。この加速度に関する指標α’を算出することで、剥離した接着細胞９１に作用する力Ｆ２が算出される。力Ｆ２の算出により、細胞−接着面間の接着力Ｆ１が、細胞−接着面間の接着強度として求められる。
【００６７】
ステップＳ２０７は、定着時間が経過したか否かを判定する処理である。このステップＳ２０７が実行されると、ＣＰＵ７４は計時を開始する。ＣＰＵ７４による計時により定着時間に到達すると、ＣＰＵ７４は定着時間が経過したと判定する。この場合、このステップＳ２０７の判定処理がＹｅｓとなり、ステップＳ２０８に進む。一方、定着時間に到達していない場合には、ＣＰＵ７４は、このステップＳ２０７の判定処理をＮｏとし、定着時間に到達するまで、このステップＳ２０７の処理を繰り返し実行する。
【００６８】
ステップＳ２０８は、細胞−細胞間の接着強度を算出する処理である。まず、ＣＰＵ７４は、観察ユニット３０を駆動させ、培養容器３０の全体画像を取得する。ＣＰＵ７４は、取得した培養容器３１の全体画像を用いた画像解析を行い、複数の細胞が結合することで生成される凝集部を特定する。
【００６９】
凝集部の特定としては、まず得られた培養容器３１の全体画像に対して２値化処理を行う。この２値化処理は、予め設定された閾値を超える輝度値と、該閾値以下の輝度値とを２つの値に振り分ける処理である。これにより、例えば培養容器３１の輪郭を示す領域や凝集部の領域と、それ以外の領域とを分類することが可能となる。なお、培養容器３１の輪郭は予めわかっていることから、この２値化処理の後、培養容器３１の輪郭を示す領域を削除する。これら処理の後、所定の大きさ以上となる領域を凝集部として特定する。なお、ＣＰＵ７４は、特定された凝集部の位置（Ｘ座標、Ｙ座標）をメモリ７３に記憶しておく。以下、凝集部に対して符号９５を、凝集部９５を構成する各接着細胞に対して符号９５をそれぞれ付して説明する。
【００７０】
これら処理の後、ステップＳ２０８の処理と同様に、観察ユニット３０のステージ３０ａを加速度αで移動させた後、移動するステージ３０ａを停止させる。このときも同様に、ステージ３０ａを停止したとき、及びステージ３０ａが停止されてから所定時間ｔ経過したときに、それぞれ培養容器３１の全体画像を取得する。
【００７１】
このステージ３０ａの駆動制御により、凝集部９５として結合される各接着細胞９６に加速度αが加えられ、それぞれの接着細胞９６が剥離する。図１０に示すように、接着細胞９６には、浮遊細胞９０と同一の外力Ｆ０が作用する他に、細胞−細胞間に生じる接着力Ｆ３が外力Ｆ０とは反対方向に作用する。このため、凝集部９５の他の接着細胞９６に結合される接着細胞９６には、Ｆ０−Ｆ３（＝Ｆ４）の力が作用し、この力により接着細胞９６が凝集部９５の他の接着細胞９６から剥離される。このときに剥離した接着細胞９１に生じた加速度に関する指標をα’’（α’’＜α）とする。例えばステージ３０ａが停止してから時間ｔ経過するまでの接着細胞９６の移動距離Ｄ’と接着細胞９６の速度は、得られた全体画像から求めることができるので、これら値から剥離した接着細胞９６の加速度に関する指標α’’を算出することができる。この加速度に関する指標α’’を算出することで、剥離した接着細胞９６に作用する力Ｆ４が算出される。剥離した接着細胞９６に作用する力Ｆ４の算出により、細胞−細胞間の接着力Ｆ３が、細胞−細胞間の接着強度として求められる。
【００７２】
ステップＳ２０９は、求めた接着強度に基づいて攪拌処理の有無を決定する処理である。ステップＳ２０６の処理を実行することで、細胞−接着面間の接着強度Ｆ１が求められ、ステップＳ２０８の処理を実行することで、細胞−細胞間の接着強度Ｆ３が求められる。ＣＰＵ７４は、第２攪拌データ７９をメモリ７３から読み出し、細胞−接着面間の接着強度Ｆ１、細胞−細胞間の接着強度Ｆ３及び第２攪拌データ７９に基づいて、攪拌処理の有無を決定する。例えば細胞−接着面間の接着強度Ｆ１＜細胞−細胞間の接着強度Ｆ３となる場合には、細胞を培養していく過程で凝集部９５が発生することから、ＣＰＵ７４は、攪拌処理を行う（攪拌処理あり）とする。一方、細胞−接着面間の接着強度Ｆ１＞細胞−細胞間の接着強度Ｆ３となる場合には、細胞を培養していく過程においては、上述した凝集部９５が発生しないことから、ＣＰＵ７４は、攪拌処理を行わない（攪拌処理無し）とする。
【００７３】
ステップＳ２１０は、攪拌処理があるか否かを判定する処理である。ステップＳ２０９判定処理をＹｅｓとし、ステップＳ２１１に進む。一方、ステップＳ２０９の処理で「攪拌処理無し」としている場合には、ＣＰＵ７４は、このステップＳ２１０の判定処理をＮｏとし、ステップＳ２１３に進む。
【００７４】
ステップＳ２１１は、攪拌処理の強度レベル及び攪拌回数を決定する処理である。なお、このステップＳ２１１の処理は、ステップＳ１０４の処理を同様であることから詳細は省略する。なお、このステップＳ２１０においては、ＣＰＵ７４は、第２攪拌データ７９を参照して、攪拌処理の強度レベル及び攪拌回数を決定する。
【００７５】
ステップＳ２１２は、攪拌処理を有する観察スケジュールを生成する処理である。このステップＳ２１２の処理については、ステップＳ１０５の処理と同様であることから、ここでは、その詳細は省略する。
【００７６】
ステップＳ２１３は、攪拌処理無しの観察スケジュールを生成する処理である。このステップＳ２１３の処理については、ステップＳ１０６の処理と同様であることから、ここでは、その詳細は省略する。
【００７７】
ステップＳ２１４は、生成された観察スケジュールを登録する処理である。このステップＳ２１４の処理については、ステップＳ１０７の処理と同様であることから、ここでは、その詳細は省略する。これにより、予め細胞の種類や用いる培養容器３１の種類がわからない場合であっても、細胞−細胞間の接着強度と細胞−接着面間の接着強度を測定することで、攪拌処理の有無や、攪拌処理を行う場合には該攪拌処理における強度レベルや攪拌回数が自動的に決定された後、決定された内容に基づいた観察スケジュールが生成される。この生成された観察スケジュールに基づいて細胞を培養することで、培養する過程で発生する播種ムラや培養していく過程で増殖される細胞の密度ムラの発生を防止することができ、細胞を効率的に培養することが可能となる。
【００７８】
なお、本実施形態においては、細胞の種類及び用いる培養容器３１の種類が不明である場合に測定モードを用いて観察スケジュールを生成しているが、例えば細胞の種類及び培養する培養容器３１がわかっていても、第１攪拌データ７８にこれらの組み合わせが登録されていない場合や、実際に凝集部９５が生成されるか否かを再確認した上で目的の細胞を培養したい場合もある。このような場合には、細胞の種類及び用いる培養容器を入力した上で、上述した測定モードを実行することができるようにしてもよい。これによれば、予め登録されているデータにおいては、攪拌処理を実行しない観察スケジュールが生成される細胞の種類及び培養容器の種類の組み合わせであっても、実際に培養を行ったときに凝集部９５が生成されてしまう場合などに対処することができる。このような場合には、ＣＰＵ７４は第１攪拌データを用いずに第２攪拌データ７９を参照して、攪拌処理の有無や、攪拌処理を行う場合にはその強度レベルや攪拌回数を決定し、観察スケジュールを生成すればよい。
【００７９】
本実施形態では、細胞の種類及び用いる培養容器３１の種類を入力することで、攪拌処理の有無、及び攪拌処理を行う場合には攪拌処理の強度レベルや攪拌回数を決定している。実際に細胞を培養する際に用いる培養容器３１の中には、接着面に特殊な表面加工を施したものもある。このような培養容器３１の使用を可能とするために、入力部６５ｂにて入力される情報としては、細胞の種類、培養容器の種類の他に、培養容器３１の表面加工の種類を加えることも可能である。この場合、入力部６５ｂにより直接入力する、又は、一覧から選択できるようにしてもよい。
【００８０】
本実施形態においては、細胞−細胞間の接着強度（接着力）と細胞−接着面間の接着強度（接着力）とを求めているが、これに限定する必要はなく、培養容器の内面や他の培養細胞と接着している細胞に外力を与えて、剥がれやすさの大小関係を検出すればよい。また、必ずしも強度や剥離後の加速度を正確に求める必要はなく、培養容器の内面との接着強度、又は細胞同士の接着強度を類推（推定）できるものであればよい。例えば浮遊細胞の移動距離と剥離した接着細胞の移動距離の比や、浮遊細胞の移動距離と凝集部から剥離した接着細胞の移動距離の比を求め、この比を接着強度に関する指標として扱い、これら比から攪拌処理を実行するか否か、また、攪拌処理を実行する場合には、攪拌処理の強度レベル及び攪拌回数を決定した後、観察スケジュールを生成することも可能である。また、この他に、浮遊細胞の速度と剥離した接着細胞の速度の比や、浮遊細胞の速度と凝集部から剥離した接着細胞の速度の比を求め、これら比から攪拌処理を実行するか否かを決定するか否か、また、攪拌処理を実行する場合には、攪拌処理の強度レベル及び攪拌回数を決定した後、観察スケジュールを生成することも可能である。
【００８１】
本実施形態では、細胞−接着面間の接着強度や、細胞−細胞間の接着強度の算出時に、対象となる細胞を１個の細胞としているが、これに限定する必要はなく、複数の細胞を対象としてもよい。この場合、上述した接着強度は、各細胞毎に算出される接着強度の平均値を求めればよい。
【００８２】
本実施形態では、細胞を培養する細胞培養装置を例に取り上げているが、これに限定する必要はなく、図５に示す画像解析部８１、演算部８２、スケジュール管理部８３及びタイマ８４の機能や、図６及び図７に示すフローチャートの機能を細胞培養装置のＣＰＵに実行させるためのプログラムであってもよい。この場合、該プログラムを細胞培養装置にインストールする際に、演算用データ７７や第１攪拌データ７８、第２攪拌データ７９をメモリやデータベース部に書き込む必要がある。なお、上述したプログラムやデータは、例えばメモリカード、光ディスク、磁気ディスクなどの記憶媒体に格納されていることが好ましい。
【図１】
2011027563.tif 000003
【図２】
2011027563.tif 000004
【図３】
2011027563.tif 000005
【図４】
2011027563.tif 000006
【図５】
2011027563.tif 000007
【図６】
2011027563.tif 000008
【図７】
2011027563.tif 000009
【図８】
2011027563.tif 000010
【図９】
2011027563.tif 000011
【図１０】
2011027563.tif 000012
【国際調査報告】
2011027563.tif 000013
2011027563.tif 000014